寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)多址接入與帶寬分配策略研究.pdf

1、寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡作為地面網(wǎng)絡的補充和延伸,是未來空天地一體化網(wǎng)絡系統(tǒng)的重要組成部分。然而衛(wèi)星通信的帶寬是有限的,如何在有限資源下提高信道利用率并滿足用戶業(yè)務服務質量是多址接入與帶寬分配策略研究的關鍵問題。目前一些傳統(tǒng)的多址接入與帶寬分配策略能夠對連續(xù)數(shù)據(jù)流業(yè)務和語音業(yè)務實現(xiàn)較高信道利用率和較低端到端時延,但是針對具有較強突發(fā)性多媒體業(yè)務和多樣化業(yè)務需求,這些技術已不能勝任。
　　本文系統(tǒng)研究了已有多址接入與帶寬分配策略,在基于帶寬按需

2、分配的寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡下提出了一種改進的信道接入?yún)f(xié)議 CFDAMA-FP,并同時改進了其中的帶寬分配算法,旨在提高信道利用率和業(yè)務服務質量,適應業(yè)務突發(fā)特性。本文主要工作有:
　　(1)基于混合按需/自由分配的多址接入?yún)f(xié)議CFDAMA采用自由分配時隙有效降低了平均傳輸時延,但隨著信道負載增大,自由分配時隙減少而預約次數(shù)增多造成網(wǎng)絡性能下降。針對這個問題,提出具有快速反應機制的多址接入?yún)f(xié)議。該協(xié)議改進隨機接入算法,降低了接入碰撞概率;然

3、后,繼承基于突發(fā)目標的接入思想,采用在得到資源分配后周期發(fā)送帶寬需求更新信息的方式,代替反復申請資源的預約方式,能有效降低平均接入時延;最后,本文建立了接入端到端時延計算模型,證明了該協(xié)議能夠減少接入時延和平均傳輸時延;
　　(2)在帶寬按需分配策略中,帶寬申請到分配的時延過長造成資源浪費,傳統(tǒng)分配方式采用預測業(yè)務策略來合理利用這段時延,但是由于業(yè)務高突發(fā)性,預測值和實際業(yè)務很難達到一致,本文提出基于預約的帶寬請求分配算法。首先,

4、采用基于最大Lyapunov指數(shù)的混沌時間序列信源預測算法,該算法對高突發(fā)性信源具有較好預測性;然后,利用實際分配結果反饋控制預約申請,優(yōu)化帶寬分配結果,有效維持了用戶隊列穩(wěn)定性,降低了業(yè)務時延抖動;最后,為了滿足不同等級業(yè)務性能需要,將業(yè)務要求作為優(yōu)先級排序分配依據(jù),提高了業(yè)務性能和用戶接入公平性;
　　最后,通過對CFDAMA-FP進行建模實現(xiàn)和對比仿真,結果表明在具有高突發(fā)特性的Pareto ON-OFF信源模型下,CFDA